CN107002881A - 密封件与用于制造密封件的方法 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种密封件(100)、特别是用作连杆密封、活塞密封和/或轴密封的密封件，其确保可靠的密封效果，并能够简单且低成本地制造，建议，该密封件包括由热塑性塑料材料制造的基体(132)，其中，该基体在高压工艺和/或高温工艺中至少获得其最终外形的一部分。

Description

密封件与用于制造密封件的方法
技术领域
本发明涉及一种密封件，特别是用作连杆密封、活塞密封和/或轴密封的密封件。
背景技术
这样的密封件例如由DE102012112594A1已知。
发明内容
本发明的任务在于提供一种密封件，其确保可靠的密封效果，并能够简单且低成本地制造。
这一任务通过根据本发明的密封件得以实现，密封件包括由热塑性塑料材料制成的基体，其中，该基体在高压工艺和/或高温工艺中至少获得其最终外形的一部分。
替代地，可以设置为，密封件包括由热塑性塑料材料制成的基体，其中，该基体在高压工艺和/或高温工艺中只获得其最终外形的一部分。
密封件，特别是密封件的基体，优选接近最终外形地制造。
最终外形特别是基体在密封件的使用状态下或在待用状态下所具有的形状。
最终外形还特别是基体在作为密封件的组成部分常规使用之前不需再进行进一步加工，例如不再进行表面改型的形状。
可为有利的是，基体至少部分地或仅部分地具有通过高压工艺和/或高温工艺的成型体和/或完成体所具有的表面构造。
可为有利的是，基体至少部分地或仅部分地具有通过注塑成型工艺的成型体和/或完成体所具有的表面构造。
在本发明的一个实施方案中可以设置为，基体设计为基本上成环形。
基体优选包括一个或多个关于该环形的径向上的内密封段以及一个或多个径向上的外密封段。
为简化起见，下文将以单数说明密封段。而在此当然也可以始终设置多个具有单一或多个所述特征的密封段。
基体可以例如设计为圆环形。
径向上的内密封段优选用于可动部件上的动态密封，特别是活塞、连杆或轴上的动态密封。
径向上的外密封段优选用于密封装置的壳体上的静态密封。
可为有利的是，径向上的内密封段和/或径向上的外密封段在高压工艺和/或高温工艺中获得其最终外形。
在此可以设置为，只有径向上的内密封段或只有径向上的外密封段或径向上的内密封段和径向上的外密封段都在高压工艺和/或高温工艺中获得其最终外形。
替代地或补充地，可以设置为，径向上的内密封段和/或径向上的外密封段通过再加工，例如切削加工而获得各自的最终外形。
在本发明的一个扩展方案中可以设置为，基体包括关于轴向彼此相反的两端，这两端特别是在密封件的使用状态下与需相互分离的流体相接触。
仅一端具有或两端都具有最终外形，优选在高压工艺和/或高温工艺中获得。
替代地或补充地，可以设置为，仅一端是或两端都是通过再加工，例如切削加工而获得最终外形。
一端或两端优选设置有一个或多个弹簧部件接纳部，用以接纳一个或多个弹簧部件。
可为有利的是，基体包括特别是可注塑成型的热塑性塑料材料，或由特别是可注塑成型的热塑性塑料材料形成。
该热塑性塑料材料可以特别是氟类热塑性材料，例如全氟化热塑性塑料材料。
基体优选为注塑成型部件，特别是塑料注塑成型部件。
密封件可以例如是弹簧支持的槽型圈。
则该密封件就优选包括一个或多个弹簧部件，该弹簧部件例如由弹簧钢形成并至少大略具有环形形状。
一个或多个弹簧部件在此可以具有例如垂直于圆周方向的U形、V形或L形的横截面。
本发明还涉及密封件，特别是根据本发明的密封件作为连杆密封、活塞密封和/或轴密封的用途。
密封件在此优选应用于燃料泵和/或活塞泵中两个介质腔的密封。
根据本发明的用途优选具有单个或多个关联根据本发明的密封件所述的特征和/或优点。
本发明还涉及一种用于制造密封件的方法。
在这一方面，本发明的任务在于，提供一种方法，借助该方法能够简单且低成本地制造可靠密封的密封件。
根据本发明，这一任务通过根据本发明的制造密封件的方法得以实现，该方法包括：由热塑性塑料材料制造密封件的基体，其中，该基体在高压工艺和/或高温工艺中至少获得其最终外形的一部分或仅获得其最终外形的一部分。
根据本发明的方法优选具有单个或多个关联根据本发明的密封件和/或根据本发明的用途所述的特征和/或优点。
可为有利的是，高压工艺包括冲压工艺、加压工艺、注塑工艺和/或压铸工艺。
因此，基体优选在冲压工艺、加压工艺、注塑工艺和/或压铸工艺中至少获得其最终外形的一部分或仅获得其最终外形的一部分。
替代地或补充地，可以设置为，高温工艺包括热冲压工艺、热压工艺、注塑工艺、浇铸工艺、烧结工艺和/或热成型工艺。
因此，基体优选在热冲压工艺、热压工艺、注塑工艺、浇铸工艺、烧结工艺和/或热成型工艺中至少获得其最终外形的一部分或仅获得其最终外形的一部分。
可为有利的是，密封件的基体在进行高压工艺和/或高温工艺之后仅进行局部的再加工。
例如可以只在一侧局部地再加工，特别是在轴向和/或径向上的一侧进行再加工。
然而也可以设置为，在轴向上的两侧和/或在径向上的两侧对基体进行再加工。
基体优选进行切削加工。
替代地或补充地，可以设置为，为了进行再加工或作为再加工而涂装基体。
密封件的一个或多个密封段优选通过对基体的加工制成。
例如可以设置为，密封件的一个或多个动态密封段和/或密封件的一个或多个静态密封段通过对基体的加工，特别是切削加工制成。
用于接纳一个或多个弹簧部件的一个或多个弹簧部件接纳部优选不进行再加工，而是优选在高压工艺和/或高温工艺中获得其最终外形。
特别有利的可以是，基体由优选可注塑成型的、部分氟化或全氟化的热塑性塑料材料制成。
可以设置为，基体由纯PTFE(聚四氟乙烯)材料形成。
热塑性塑料(塑料材料)优选能够熔融加工。
所使用的塑料优选为共聚单体含量高于0.5重量％的TFE(四氟乙烯)共聚物。通过在此量级范围内的共聚单体含量，能够在不削弱材料的机械强度的同时降低聚合物链的分子量，从而降低熔融粘度并使通过注塑成型的加工成为可能。
共聚单体优选从全氟烷基乙烯基醚，特别是全氟甲基乙烯基醚、六氟丙烯和全氟(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯)中选择。根据不同的共聚单体含量，全氟化热塑性塑料涉及所谓的可熔融加工的PTFE(共聚单体含量至约3重量％)，涉及PFA(作为共聚单体的全氟烷基乙烯基醚含量高于约3重量％)、MFA(作为共聚单体的全氟甲基乙烯基醚含量高于约3重量％)或FEP(作为共聚单体的六氟丙烯含量高于约3重量％)。
TFE共聚物也可以包括不同的共聚单体。也可能的是，全氟化热塑性塑料包括各种TFE共聚物的混合物。
基体的材料可以部分地或基本上完全地由全氟化热塑性塑料形成。替代地或补充地，材料可以包括一种或多种填充料，特别是颜料、减少摩擦的添加剂和/或提高热稳定性的添加剂，以进一步优化密封件的性能并适应各种需求。
密封件特别是适用于高压燃料泵中的活塞的密封或用于制动系统(ABS、ESP等)的活塞泵中的活塞的密封。
热塑性塑料材料还可以特别是耐高温和/或耐化学性的热塑性材料，特别是PEEK、PEAK、PEI等，和/或包括上述材料中的一种或多种的复合材料。
特别是，通过在注塑成型工艺中制造密封件的基体，可以达到热塑性塑料材料的高抗变形性，从而特别是最终实现在较高的压力下的密封。
高压工艺特别是高压改型工艺。
高温工艺优选为高温改型工艺和/或高温改造工艺。
可以设置为，高压工艺和/或高温工艺为制造基体的工序或仅有的工序。
替代地，可以设置为，为制造基体进行其他工序。
为制造密封件的基体，可以例如设置为，热塑性塑料材料在挤出成型工艺，特别是RAM挤出成型(柱塞挤出成型)工艺中进行预制，接着通过研磨以及铣削、车削或其他切削加工形成最终外形。
还可以设置为，密封件的基体通过以下工序制造：挤出成型热塑性塑料材料，特别是柱塞挤出成型热塑性塑料材料；研磨；在自动车床中进行切削加工；热冲压；CNC再加工(数控再加工)，特别是用于制造内轮廓，例如一个或多个径向上的内密封段。
在另一实施方案中可以设置为，通过以下工序制造密封件的基体：压制坯件；进行烧结过程；热冲压；CNC加工，特别是用于制造内轮廓，例如一个或多个径向上的内密封段。
还可以例如通过以下工序制造密封件的基体：压制坯件；进行烧结过程；基体的CNC加工，特别是用于制造外轮廓和/或内轮廓，例如用于制造一个或多个径向上的内密封段和/或一个或多个径向上的外密封段。
此外，还可以通过以下工序制造密封件的基体：粒化原材料；在用于制造基体的注塑成型工艺中使用该原材料；如有必要，对基体进行再加工，特别是进行CNC加工，以制造内轮廓，例如一个或多个径向上的内密封段。
如有必要，已完成的基体可以与密封件的其他部件相连接或组装并最后一同包装。
附图说明
本发明的其它优选特征和/或优点是以下描述和实施例的示意图的对象。
其中：
图1示出了密封件的基体的纵截面示意图，其中该基体仅部分地具有其最终外形；
图2示出了基体的对应图1的示意图，其中为了完成外轮廓而对该基体进行过加工，以及
图3示出了密封件的对应图1的示意图，该密封件包括已完成的基体和两个弹簧部件。
相同或功能相当的部件在全部附图中标记为相同的标号。
具体实施方式
图1至图3所示的、整体以100标记的密封件的实施方案例如是高压泵102的组成部分，并且用于可动部件106区域内的两个介质腔104之间的密封。
可动部件106可以例如是高压泵102的活塞。
可动部件106特别是穿过密封件100。
可动部件106和密封件100在此都优选旋转对称地围绕对称轴108。
对称轴108特别是平行于可动部件106的和密封件100的纵轴110。
密封件100和可动部件106在安装状态下具有共同的对称轴108。
纵轴110优选定义轴向112。
垂直于轴向112的方向为径向114。
借助密封件100优选在轴向112上将介质腔104相互隔开。
密封件100在此经由两个动态密封段116，在径向114上向内邻接可动部件106。
密封件100在径向114上向外邻接高压泵102的壳体118。
密封件100在自身的安装状态下相对于壳体118固定。
因此，密封件100的对应两个介质腔104的两个密封区域120除包括动态密封段116之外，还包括抵靠壳体118的两个静态密封段122。
动态密封段116用于密封件100和相对于密封件100运动的、特别是沿着轴向112滑动的部件106之间的动态密封。
为了达到增强的密封效果，可以设置密封件100的一个或多个弹簧部件124。
该一个或多个弹簧部件124特别是能够设置在或设置在一个或多个弹簧部件接纳部126中。
借助一个或多个弹簧部件124特别是能够将一个或多个动态密封段116压紧在可动部件106上。
替代地或补充地，可以设置为，借助一个或多个弹簧部件124能够将一个或多个静态密封段122压紧在高压泵102的壳体118上。
每个动态密封段116优选包括一个、两个或多于两个密封唇128。
每个密封唇128优选设计为基本上成环形且基本上旋转对称地围绕对称轴108。
每个密封唇128在此设置为与密封件100的横向中心平面130相距不同的距离，该横向中心平面垂直于密封件100的纵轴110延伸。
密封件100特别是包括基体132，该基体优选由热塑性塑料材料一体成型。
基体132特别是包括一个或多个动态密封段116、一个或多个静态密封段122和一个或多个弹簧部件接纳部126。
基体132例如可以如下制造：
基体132的坯件134例如可以通过注塑成型工艺制造。
基体132的坯件134在此仅部分地具有其最终的外形。
特别是，在坯件134的制造过程中仅完成弹簧部件接纳部126。
而密封段116、122则必须特别是通过切削加工，例如CNC加工来进行再加工，以完成基体132。
特别是通过比较图1至图3可知，在此例如可以首先加工外轮廓，以完成径向外侧的静态密封段122。接着就可以进行径向内侧的加工，以完成动态密封段116。
可以替代地设置为，坯件134例如通过注塑成型工艺这样制成，即，静态密封段122和弹簧部件接纳部126经过注塑成型过程之后都已具有最终的外形。
此后，只有径向内侧区域仍必须进行机械再加工，以完成动态密封段116。
特别是，一方面在高压工艺和/或高温工艺，例如注塑成型工艺中制成坯件134，另一方面仅在局部进行后处理以完成基体132，通过这样的组合，能够特别有效率且低成本地制造基体132并由此制造整个密封件100。

Claims (15)

1.一种密封件(100)，其包括由热塑性塑料材料制造的基体(132)，该基体在高压工艺和/或高温工艺中至少获得其最终外形的一部分或仅获得其最终外形的一部分。
2.根据权利要求1所述的密封件(100)，其特征在于，所述基体(132)至少区段性地或只有区段性地具有表面构造，所述表面构造具有在高压工艺和/或高温工艺中形成的和/或制成的主体。
3.根据权利要求1或2所述的密封件(100)，其特征在于，所述基体(132)至少区段性地或只有区段性地具有表面构造，所述表面构造具有在注塑工艺中形成的和/或制成的主体。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的密封件(100)，其特征在于，所述基体(132)设计为环形并包括径向上的内密封段(116)以及径向上的外密封段(122)。
5.根据权利要求4所述的密封件(100)，其特征在于，所述径向上的内密封段(116)和/或所述径向上的外密封段(122)在所述高压工艺和/或所述高温工艺中获得其最终外形。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的密封件(100)，其特征在于，所述基体(132)包括热塑性塑料材料、特别是氟热塑性材料，或者由热塑性塑料材料、特别是氟热塑性材料形成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的密封件(100)，其特征在于，所述基体(132)是注塑成型部件。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的密封件(100)的应用，其用作连杆密封、活塞密封和/或轴密封，特别是用于燃料泵和/或活塞泵。
9.一种用于制造密封件(100)的方法，其包括以下步骤：由热塑性塑料材料制造所述密封件(100)的基体(132)，其中所述基体(132)在高压工艺和/或高温工艺中至少获得其最终外形的一部分或仅获得其最终外形的一部分。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述高压工艺包括冲压工艺、加压工艺、注塑工艺和/或压铸工艺。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述高温工艺包括热冲压工艺、热压工艺、注塑工艺、浇铸工艺、烧结工艺和/或热成型工艺。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的方法，其特征在于，在完成所述高压工艺和/或所述高温工艺之后对所述密封件(100)的基体(132)仅进行局部地再加工。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，对所述基体(132)进行切削加工和/或涂装。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的方法，其特征在于，通过加工所述基体(132)制造所述密封件(100)的一个或多个密封段(116、122)。
15.根据权利要求9～14中任一项所述的方法，其特征在于，所述基体(132)由塑料材料制造而成，特别是由可注塑成型的、部分氟化或全氟化的热塑性塑料材料制造而成。
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